公路橋梁荷載試驗T版共70

橋梁荷載試驗GaoSuGongLu橋梁荷載試驗荷載試驗的目的及主要內(nèi)容加載方案和測點布置靜載試驗儀器設備靜載試驗試驗數(shù)據(jù)分析及橋梁承載力評定結(jié)構(gòu)動載試驗本章主要內(nèi)容橋梁荷載試驗就是對橋梁結(jié)構(gòu)物進行直接加載測試的一種特殊的科學試驗工作。橋梁荷載試驗分為靜載試驗和動載試驗。

荷載試驗的目的及主要內(nèi)容動載試驗：橋梁動載試驗是利用某種激振方法激起橋梁結(jié)構(gòu)的振動，然后測定其固有頻率、阻尼比、振型、動力沖擊系數(shù)、行車響應等參量，從而判斷橋梁結(jié)構(gòu)的整體剛度、行車性能。靜載試驗：所謂橋梁靜載試驗，是將靜止的荷載作用在橋梁上的指定位置，然后對橋梁結(jié)構(gòu)的靜力位移、靜力應變、裂縫等參量進行測試，從而對橋梁結(jié)構(gòu)在荷載作用下的工作性能及使用能力作出評價。一、荷載試驗的目的：新建橋梁：（1）檢驗橋梁設計施工質(zhì)量；

（2）判定橋梁結(jié)構(gòu)的實際承載力；

（3）驗證橋梁結(jié)構(gòu)的設計理論和設計方法。舊橋：（1）確定橋梁結(jié)構(gòu)的承載能力及營運條件（2）分析橋梁病害原因及其變化規(guī)律荷載試驗的目的及主要內(nèi)容二、主要工作內(nèi)容：（1）明確荷載試驗的目的；（2）試驗準備工作；（3）荷載試驗的方案擬定(包括靜載試驗與動載試驗測試項目）（4）荷載試驗的測點設置與測試儀器、設備組配；（5）荷載試驗的加載等級控制與試驗過程安全控制；（6）試驗數(shù)據(jù)分析與結(jié)構(gòu)性能評定；（7）試驗報告編寫一般程序分為三個階段：1.試驗準備階段2.加載與觀測階段3.測試結(jié)果的分析與評定荷載試驗的目的及主要內(nèi)容三、荷載試驗的準備工作：

計劃與淮備階段的工作內(nèi)容主要有：收集、研究試驗橋梁的有關技術文件，考察試驗橋梁的現(xiàn)狀和試驗的環(huán)境條件，擬定試驗方案及試驗程序，確定試驗組織及人員組成，測試系統(tǒng)的構(gòu)成，儀器的組配及標定，必要的器材淮備等工作。1．試驗孔(或墩、塔)的選擇2．搭設腳手架和測試支架3．靜載試驗加載位置的放樣和卸載位置的安排4．試驗人員組織及分工5．其他準備工作試驗驗方方案案與與實實施施一、試驗荷載工況的確定：1．簡簡支支梁梁橋橋試試驗驗荷荷載載工工況況(1)主要要工工況況跨中中最最大大正正彎彎矩矩工工況況(2)附加加工工況況l／4截面面最最大大正正彎彎矩工況況支點點最最大大剪剪力力工工況況橋墩墩最最大大豎豎向向反反力力工工況況3．懸懸臂臂梁梁橋橋(T形剛剛構(gòu)構(gòu)橋橋)試驗驗荷荷載載工工況況(1)主要要工工況況墩頂頂支支點點最最大大負負彎彎矩矩工工況況錨固固孔孔跨跨中中最最大大正正彎彎矩矩工工況況(2)附加加工工況況墩頂頂支支點點最最大大剪剪力力工工況況桂孔孔跨跨中中最最大大正正彎彎矩工況況橋墩墩最最大大豎豎向向反反力力工工況況4．連連續(xù)續(xù)剛剛構(gòu)構(gòu)橋橋試試驗驗荷荷載載工工況況(1)主要要工工況況主跨跨墩墩頂頂最最大大負負彎彎矩矩工工況況主跨跨跨跨中中最最大大正正彎彎矩工況況(2)附加加工工況況墩頂頂支支點點最最大大剪剪力力工工況況邊跨跨最最大大正正彎彎矩工況橋墩(臺)最大反力力工況2．連續(xù)梁梁橋試驗驗荷載工工況(1)主要工況況主跨支點點最大負負彎矩工工況主跨跨中中最大正正彎矩工工況(2)附加工況況邊跨最大大正彎矩矩工況主跨橋墩墩最大豎豎向反力力工況主跨支點點最大剪剪力工況況試驗方案案與實施施一、試驗荷載工況的確定：5．無鉸拱拱橋試驗驗荷載工工況(1)主要工況況拱頂最大大正彎矩矩工況拱腳最大大負彎矩工況（2）附加工工況拱腳最大大水平推推力工況況l/4截面最大大正彎矩和最大負負彎矩工況l/4截面正負負撓度絕絕對值之之和最大大工況7、斜拉橋橋試驗荷荷載工況況(1)主些工況況主梁中兒兒跨中最最大正彎彎距工況況主梁墩頂頂支點最最大負彎彎矩工況主塔塔頂頂縱橋向向最大水水平變位位與塔腳腳截面最最大彎矩矩工況(2)附加工況況中孔跨中中附近拉拉索最大大拉力工工況主梁最大大撓度工工況輔助墩最最大豎向向反力工工況6、兩鉸拱拱橋試驗驗工況(1)主要工況況拱頂最大大正彎矩矩工況拱腳最大大水平推推力工況況(2)附加工況況l/4截面最大大正彎矩矩和最大大負彎矩矩工況l/4截面正負負撓度絕絕對值之之和最大大工況試驗方案案與實施施二、試驗荷載等級的確定：(1)汽車和人人群(標準設計計荷載)；(2)掛車或履履帶車(驗算荷載載)(3)需通行的的特殊重重型車輛輛。分別計算算設計時時所采用用的控制制荷載或或由試驗驗目的所所決定的的荷載對對結(jié)構(gòu)控控制截面面產(chǎn)生的的內(nèi)力(或變形)的最不利利值并進進行比較較，取其其中最不不利者對對應的荷荷載作為為控制荷荷載。荷載試驗驗應盡量量采用與與控制荷荷載相同同的荷載載，而組組成控制制荷載(標準設計計荷載)的車輛是是由運管管車輛統(tǒng)統(tǒng)計而得得的概率率模型。。當客觀觀條件所所限，采采用的試試驗荷載載與控制制荷載有有差別時時，為保保證試驗驗效果，，在選擇擇試驗荷荷載的大大小和加加載位置置時采用用靜載試試驗效率率ηq進行控制制。控制荷載試驗方案案與實施施注意取值值：提高高還是降降低、新新橋與舊舊橋靜載試驗效率式中：—試驗驗荷載作作用下控控制截面面最不利利效應計計算值；；S—設計計標準荷荷載作用用下控制制截面最最不利計計算值；；μ—按按規(guī)范范計算的的沖擊系系數(shù)。正常試驗驗條件下下η應滿足下下列條件件：0.95≤η≤1.05試驗方案案與實施施靜載加載分級與控制為了加載載安全和和了解結(jié)結(jié)構(gòu)應變變和變位位隨試驗驗荷載增增加的變變化關系系。1、分級控控制的原原則(1)當加載分分級較為為方便時時，可按按最大控控制截面面內(nèi)力荷荷載工況況均分為為4～5級。(2)當使用載載重車加加載，車車輛稱重重有困難難時也可可分成3級加載。。(3)當橋梁的的調(diào)查和和驗算工工作不充充分，或或橋況較較差，應應盡量增增多加載載分級。。如限于于條件，，加載分分組較少少時，應應汁意每每級加載載時，車車輛荷載載應逐輛輛緩緩駛駛?cè)腩A定定加載位位置，必必要時可可在加載載車輛未未到達預預定加就就位置的的分次對對控制測測點進行行讀數(shù)監(jiān)監(jiān)控，以以確保試試驗安全全。(4)在安排加加載分級級時，應應注意加加載過程程中其他他截面內(nèi)內(nèi)力亦應應逐漸增增加，且且最大內(nèi)內(nèi)力不應應超過控控制荷載載作用下下的最不不利內(nèi)力力。(5)根據(jù)具體體條件決決定分級級加載的的方法．．最好每每級加載載后卸載載，也可可逐級加加載，達達到最大大荷載后后逐級卸卸載。三、加載方式及設備的選擇：2、車輛荷荷載加載載分級的的方法（1）逐漸增增加加載載車輛數(shù)數(shù)（2）先上輕輕車后上上重車（3）加載車車位于內(nèi)內(nèi)力影響響線的不不同部位位（4）加載車車分次裝裝載重物物以上各法法亦可綜綜合采用用，以方方便加載載分級實實施。試驗方案案與實施施3、加卸載載的時間間選擇主要是考考慮溫度度變化對對試驗引引起的影影響4、加載分分組的計計算根據(jù)各荷荷載工況況的加載載分級，，按彈性性階段計計算結(jié)構(gòu)構(gòu)各測點點在不同同荷載等等級下的的理論計計算變位位(或應變)，以便對對加載試試驗過程程進行分分析和控控制。計計算采用用的材料料彈性模模量．如如已做材材料試驗驗的用實實測值，，未做材材料試驗驗的可按按規(guī)范規(guī)規(guī)定取值值。加載設備的選擇可行式式車輛輛、重重物直直接加加載加載重物的稱量稱重法法、體體積法法、綜綜合計計算法法軸重無論采采用何何種方方法確確定加加載重重力，，均應應做到到準確確可靠靠，其其稱量量誤差差最大大不得得越過過5%，最好好能采采用兩兩種稱稱量方方法互互相校校核。。試驗方方案與與實施施四、測點的布置：1、主要要測點點的布布設布沒的的測點點不宜宜過多多，但但要保保證觀觀測質(zhì)質(zhì)量。。有條條件時時，同同一測測點可可用不不同的的測試試方法法進行行校對對。一一般情情況下下，對對主要要測點點的布布設應應能控控制結(jié)結(jié)構(gòu)的的最大大應(應變)和最大大撓度度(或位移移）。。2、附加加測點點的布布設根據(jù)橋橋梁調(diào)調(diào)查和和檢算算工作作的深深度，，綜合合考慮慮結(jié)構(gòu)構(gòu)持點點和橋橋梁目目前狀狀況等等可適適當加加設以以下測測點：：（1）撓度度沿橋橋長或或沿控控制裁裁面橋橋?qū)挿椒较蚍址植?；；?）應變變沿控控制截截面橋橋?qū)挿椒较蚍址植?；；?）應變變沿截截面高高度分分布；；（4）組合合構(gòu)件件的結(jié)結(jié)合面面上、、下緣緣應變變；（5）墩臺臺的沉沉降、、水平平位移移與轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)角，，連拱拱橋多多個墩墩臺的的水平平位移移；（6）剪切切應變變；（7）其他他結(jié)構(gòu)構(gòu)薄弱弱部位位的應應變；；（8）裂縫縫的監(jiān)監(jiān)測試驗方方案與與實施施3、溫度度測點點的布布設一般應實實測控制制截面的的橫向應應力增大大系數(shù)。。當結(jié)構(gòu)構(gòu)橫向聯(lián)聯(lián)系構(gòu)件件質(zhì)量較較差，連連接較弱弱時，則則必須測測定控制制截面的的橫向應應力增大大系數(shù)。。簡支梁梁跨中截截面橫向向應力增增大系數(shù)數(shù)的測定定，既可可采用觀觀測跨中中沿橋?qū)拰挿较驊獞冏兓姆椒ǚ?，也可可采用觀觀測跨中中沿橋?qū)拰挿介g撓撓度變化化的方法法來進行行計算或或用兩種種方法互互校。對于剪切切應變測測點一般般采取設設置應變變花的方方法進行行觀測，，為了方方便，對對于梁橋橋的剪應應力也可可在截面面中性軸軸處主應應力方向向設置單單一應變變測點來來進行觀觀測。梁梁橋的實實際最大大剪應力力截面應應設置在在支座附附近而不不是支座座上，即即設在自自梁底支支承線與與水平成成45度方向斜斜線與截截面中性性釉的交交點上。。選擇與大大多數(shù)測測點較接接近的部部位設置置1～2處氣溫觀觀測點。。此外，，可根據(jù)據(jù)需要在在橋梁主主要測點點部位布布置一些些構(gòu)件表表面溫度度觀測點點，尤其其對于溫溫度敏感感的大跨跨徑索支支承體系系橋梁，，宜沿跨跨徑長度度人們多多設置一一些氣溫溫觀測點點。試驗方案案與實施施靜載試驗驗儀器設設備一、機械式儀表量測裝置：1、機械式式儀表測測量裝置置（1）接觸式式位移量量測裝置置（2）張線式式位移量量測裝置置（3）機械式式應變量量測裝置置（4）手持式式應變儀儀（5）機械式式轉(zhuǎn)角量量測裝置置特點、原原理、使使用方法法、使用用注意事事項、溫溫度補償償靜載試驗驗儀器設設備靜載試驗驗儀器設設備靜載試驗驗儀器設設備電阻應變變測量方方法是將應變變轉(zhuǎn)換成成電信號號進行測測量的方方法，簡簡稱電測法。電測法法的基本本原理是是：將電電阻應變變片（簡簡稱應變片）粘貼在在被測構(gòu)構(gòu)件的表表面，當當構(gòu)件發(fā)發(fā)生變形形時，應應變片隨隨著構(gòu)件件一起變變形，應應變片的的電阻值值將發(fā)生生相應的的變化，，通過電電阻應變變測量儀儀器（簡簡稱電阻應變變儀），可測測量出應應變片中中電阻值值的變化化，并換換算成應應變值，，或輸出出與應變變成正比比的模擬擬電信號號（電壓壓或電流流），用用記錄儀儀記錄下下來，也也可用計計算機按按預定的的要求進進行數(shù)據(jù)據(jù)處理，，得到所所需要的的應變或或應力值值。其工工作過程程如下所所示：二、電測式量測裝置：應變—電阻變化化—電壓（或或電流））變化—放大—記錄—數(shù)據(jù)處理理電測法具具有靈敏敏度高的的特點，，應變片片重量輕輕、體積積小且可可在高（（低）溫溫、高壓壓等特殊殊環(huán)境下下使用，，測量過過程中的的輸出量量為電信信號，便便于實現(xiàn)現(xiàn)自動化化和數(shù)字字化，并并能進行行遠距離離測量及及無線遙遙測。靜載試驗驗儀器設設備1、電阻應變片電阻應變變片優(yōu)點點電阻應變變片構(gòu)造造電阻應變變片分類類金屬應變變片工作作原理電阻應變變片的選選用電阻應變變片的粘粘貼技術術靜載試驗驗儀器設設備引出線電阻絲(絲柵)基底由試驗發(fā)發(fā)現(xiàn)：l應變片F(xiàn)Fl+DlK——電阻應變變片的靈敏度系系數(shù)應變片：將力學學量(應變)轉(zhuǎn)換為電量(電阻)的傳感器器電阻應變變片種類類：絲式(繞線式)、箔式、、半導體體式靜載試驗驗儀器設設備應變測量量原理：利用電橋橋平衡測測量電阻阻改變，，從而進進一步得得到應變變。BADCER1R2R3R4電橋平衡衡(UBD=0)：若R1~R4為四個阻值相同應變片，受力力后，BD間電壓改變?yōu)闉椋红o載試驗儀器器設備2、應變儀靜態(tài)電阻應變變儀是專供測測量不隨時間間變化或變化化極緩慢的電電阻應變儀器器，其功能是是將應變電橋橋的輸出電壓壓放大，在顯顯示部分以刻刻度或數(shù)字形形式顯示應變變的數(shù)值，或或者向記錄儀儀輸入模擬應應變變化的電電信號。必須注意，工工作片和溫度度補償片的電電阻值、靈敏敏系數(shù)以及電電阻溫度系數(shù)數(shù)應相同，分分別粘貼在構(gòu)構(gòu)件上和不受受力的試件上上，以保證它它們因溫度變變化所引起的的應變片電阻阻值的變化相相同。用應變片測量量應變時，它它除了能感受受試件受力后后的變形外，，同樣也能感感受環(huán)境溫度度的變化而引引起電阻應變變儀指示部分分的示值變動動，這稱為溫溫度效應。a.電阻絲溫度改改變b.材料與應變片片電阻絲的線線膨脹系數(shù)不不同由于溫度對電電阻值變化影影響很大，利利用電橋特性性，可以采用用適當?shù)姆椒ǚㄏ@種影影響。3、溫度補償靜載試驗儀器器設備溫度穩(wěn)定觀測測儀表的測讀與與記錄裂縫觀測靜載試驗過程程一、試驗觀測與記錄：簡述靜載試驗驗過程中混凝凝土裂縫觀測測的基本步驟驟：裂縫觀測的內(nèi)內(nèi)容為結(jié)構(gòu)受受拉力較大部部位和舊橋原原有較長、較較寬的部位。。在這些部位上上應量測裂縫縫的長度、寬寬度，并在混混凝土表面沿沿裂縫走向進進行描繪。加載過程中觀觀測裂縫的長長度及寬度變變化情況。加載至最不利利荷載及卸載載后應對結(jié)構(gòu)構(gòu)裂縫進行全全面檢查，尤尤其仔細檢查查是否產(chǎn)生新新的裂縫，并并記錄。二、加載的實施與控制：1、加載程序

重物加載：按按荷載分級（（一般4~5級）逐級加載載，每級荷載載堆放位置準準確、整齊穩(wěn)穩(wěn)定。荷載施施加完畢后，，逐級卸載。。車輛加載：用用車輛加載時時，先由零載載加至第一級級荷載、卸載載至零載；再再由零載加至至第二級何載載，卸至零載載……，直至所有荷荷載施加完畢畢(有時為了確保保試驗結(jié)果準準確無誤，每每一級荷載重重復施加1～2次)。每一級荷載載施加次序為為縱向先施加加重車，后施施加前后標淮淮車；橫向先先施加橋中心心的車輛，后后施加外側(cè)的的車輛。靜載試驗過程程2、加載穩(wěn)定時間控制

選擇一個控制制點，每級加加載（或卸載載）后立即測測讀一次，計計算其與加載載（或卸載））前測讀值之之差值Sg，然后每隔2min測讀一次，計計算2min前后讀數(shù)的差差，并按下式式計算相對讀讀數(shù)差值m：當m值小于1％或小于量測測儀器的最小小分辯率時即即認為結(jié)構(gòu)基基本穩(wěn)定。靜載試驗過程程3、加載過程的觀察

4、終止加載的控制條件

發(fā)生下列情況況應中途終止止加載：(1)控制測點應力力值已達到或或超過用彈性性理論按規(guī)范范安全條件反反算的控制應應力值時；(2)控制測點變位位(或撓度)超過規(guī)范允許許值時；(3)由于加載使結(jié)結(jié)構(gòu)裂縫的長長度、寬度急急劇增加，新新裂縫大量出出現(xiàn)，縫寬超超過允許值的的裂縫大量增增多，對結(jié)構(gòu)構(gòu)使用壽命造造成較大的影影響時；(4)拱橋加載時，，沿跨長方向向的實測撓度度曲線分布規(guī)規(guī)律與計算值值相差過大或或?qū)崪y撓度超超過計算值過過多時；(5)發(fā)生其他損壞壞，影響橋梁梁承載能力或或正常使用時時。靜載試驗過程程試驗數(shù)據(jù)分析析及承載能力力評定一、荷載試驗驗成果分析與與承載能力評評定：1、結(jié)構(gòu)工作狀狀況校驗系數(shù)實測值與理論論值的關系曲曲線相對殘余變位位（或應變））動載性能試驗資料的修修